С точки зрения человека горы стоят стоически и неподвижно, массивные символы тихой выносливости и неподвижности.
Но новое исследование показывает, что горы на самом деле все время движутся, мягко раскачиваясь из-за сейсмических ритмов, проходящих через Землю, на которой они покоятся.
Недавнее исследование, опубликованное в журнале Earth and Planetary Science Letters, сообщает, что Маттерхорн, одна из самых известных гор на планете, постоянно вибрирует примерно раз в две секунды из-за окружающей сейсмической энергии, возникающей в результате землетрясений и океанские волны по всему миру.
«Это настоящая песня гор», - говорит Джеффри Мур, геолог из Университета Юты и старший автор исследования.«Это просто гудение этой энергии, и это очень низкая частота; мы не можем ее чувствовать, мы не можем ее слышать. Это тон Земли».
Ваш браузер не поддерживает элемент
аудио.
Запись «Песни Горы»
Каждый объект «хочет» вибрировать на определенных частотах в зависимости от его формы и того, из чего он сделан (свойство, известное как резонанс). Знакомые примеры включают камертоны и рюмки; когда энергия резонансной частоты попадает в объект, он сильнее трясется. Мур и его коллеги выдвинули гипотезу о том, что горы, как и высокие здания, мосты и другие крупные конструкции, также вибрируют с предсказуемым резонансом на основе их топографической формы..
Но в отличие от мира гражданского строительства, в котором можно проверить, какие частоты являются резонансными, поместив большие вибраторы на конструкцию или ожидая, пока по ним проедет транспорт, было бы непрактично возбуждать что-то такое большое, как гора..
Вместо этого Мур и его международная команда сотрудников попытались измерить влияние сейсмической активности окружающей среды, возможно, на одну из самых экстремальных гор: Маттерхорн.
Расположенная на границе Италии и Швейцарии в Альпах гора Маттерхорн в форме пирамиды является самой фотографируемой горой в мире. Его высота составляет почти 15 000 футов (4 500 метров), а его четыре стороны обращены по сторонам света.
Исследователи поднялись на вертолете на Маттерхорн, чтобы установить на вершине один сейсмометр на солнечной энергии размером примерно с «большую чашку кофе». Другой был помещен под половицы хижины в нескольких сотнях метров ниже вершины, а третий был помещен у подножия горы в качестве ориентира, - говорит Сэмюэл Вебер, исследователь из Института исследований снега и лавин WSL в Швейцарии. ведущий автор исследования.
Сейсмометры непрерывно регистрировали движения, что позволило команде определить частоту и направление резонанса.
Движения небольшие, порядка нанометров на базовой линии до миллиметров во время землетрясения, говорит Мур. "Но это очень реально. Это всегда происходит."
Измерения показали, что Маттерхорн последовательно совершает колебания в направлении север-юг с частотой 0,42 герца, или чуть реже, чем раз в две секунды, и в направлении восток-запад с аналогичной частотой.
Сравнивая движение на вершине горы с измерениями эталонного сейсмометра у ее подножия, исследователи обнаружили, что вершина двигалась гораздо сильнее, чем основание.
«Было довольно удивительно, что мы измерили движение на вершине, которое было в 14 раз сильнее, чем рядом с горой», - говорит Вебер.
Исследователи также провели измерения на Гроссер Митен, швейцарской горе аналогичной формы (хотя и меньшего размера), и обнаружили аналогичный резонанс.
«Я просто думаю, что это умная комбинация выбора с точки зрения такого знакового места и тщательного размещения инструментов», - говорит Дэвид Уолд, сейсмолог из Геологической службы США, который не участвовал в исследовании. Выбор гладкой горы, такой как Маттерхорн, также устранил проблемы, связанные с почвой и отложениями, которые добавили бы еще один уровень сложности к измерению движения.
Что заставляет горы гудеть
Основные колебания гор, таких как Маттерхорн, вызваны гулом сейсмической энергии.
«Многое из этого происходит из-за землетрясений, грохочущих по всему миру, и действительно отдаленные землетрясения способны распространять энергию и низкие частоты», - говорит Мур. «Они постоянно звонят по всему миру».
Но данные также указывают на другой, неожиданный источник: океаны.
Океанские волны, движущиеся по морскому дну, создают непрерывный фон сейсмических колебаний, известный как микросейсм, который можно измерить по всему миру, говорит Мур. Интересно, что микросейсм имел частоту, аналогичную резонансу Маттерхорна.
" Интересно, что есть какая-то связь между мировым океаном и возбуждением этой горы", - говорит Мур.
Исследование имеет практическое применение в понимании того, как землетрясения могут повлиять на крутые горы, где оползни и лавины являются постоянной проблемой.
Но это также оживляет новый способ оценить Маттерхорн и все другие горы, раскачивающиеся по-своему под музыку, скрытую глубоко под Землей.
«Вы приходите к одной из этих форм рельефа с мыслью, что пытаетесь запечатлеть что-то скрытое, что-то новое и неизвестное», - говорит Мур. «На самом деле это очень весело, потому что заставляет вас спокойно сидеть и думать о горе по-другому."
Ричард Сима - научный писатель из Балтимора, штат Мэриленд. У него есть докторская степень. по нейробиологии Университета Джона Хопкинса и степень бакалавра нейробиологии Гарвардского колледжа.